一种丙烯共聚物的性能参数的在线检测系统及方法

摘要

本发明公开了一种丙烯共聚物的性能参数的在线检测系统，包括在线取样器、盛装所述在线取样器所采集的样品的检测槽、用来收集所述检测槽中样品拉曼光谱信号的拉曼光谱仪和对收集的拉曼光谱信号进行计算得到丙烯共聚物的性能参数的处理器。另外，本发明还涉及了此系统的使用方法，主要包括如何在线取样及光谱分析方法。本发明填补了工业上快速、准确在线检测丙烯共聚物中二甲苯可溶物含量、乙烯含量及可溶物中乙烯含量这一领域的空白，对监控及优化丙烯共聚物生产提供了有力依据。

主权项

一种丙烯共聚物的性能参数的在线检测方法，其特征在于，包括：(1)在线取样器获取待测丙烯共聚物样品，储存于检测槽中；(2)拉曼光谱仪对检测槽中的待测丙烯共聚物样品进行检测，获取待测丙烯共聚物样品的拉曼光谱；(3)处理器对步骤(2)得到的拉曼光谱进行计算，得到所述的丙烯共聚物的性能参数；步骤(3)中所述的计算采用叠加计算法，设所述的丙烯共聚物中均聚聚乙烯的摩尔分数为x，均聚聚丙烯的摩尔分数为y，二甲苯可溶物的摩尔分数为z，二甲苯可溶物中乙烯的摩尔分数为x₁，二甲苯可溶物中丙烯的摩尔分数为y₁，其中x、y、z、x₁和y₁满足式(I)和式(II)；x+y+z＝1    (I)x₁+y₁＝1    (II)计算步骤如下：(1)分别获取均聚聚乙烯参照样品、均聚聚丙烯参照样品和二甲苯溶出物参照样品的拉曼光谱；(2)利用x、y、z和步骤(1)的拉曼光谱数据通过遗传算法得到适应度函数Fitness，公式如下：$\mathrm{Fitness}=\frac{1}{S}\sqrt{\underset{j=1}{\overset{s}{\Sigma }}{(C_j-C_j^{\prime })}^2}---\left(\mathrm{III}\right)$其中，S为光谱矩阵的取点个数；C'_j为样品的光谱矩阵；C_j为合成的光谱矩阵，C_j＝xC_LDPE+yC_PP+zC_XS，C_LDPE为均聚聚乙烯参照样品的光谱矩阵，C_PP为均聚聚丙烯参照样品的光谱矩阵，C_PP为二甲苯溶出物参照样品的光谱矩阵；j为下标，代表光谱矩阵中第j点的数据；使得遗传算法的适应度函数Fitness<Pm，Pm取0.5，得到x、y、z的值；(3)从样品光谱矩阵中扣除聚乙烯部分及聚丙烯部分得到样品中二甲苯可溶物光谱矩阵C'_xs，公式如下：C'_XS＝C'‑xC_LDPE‑yC_PP       (IV)然后利用x₁、y₁和拉曼光谱数据通过遗传算法得到适应度函数如下：${\mathrm{Fitness}}_{\mathrm{XS}}=\frac{1}{S}\sqrt{\underset{j=1}{\overset{s}{\Sigma }}{(C_{\mathrm{xsj}}-C_{\mathrm{xsj}}^{\prime })}^2}---\left(V\right)$其中，C_XSj为合成的二甲苯可溶物的光谱矩阵，C_XSj＝x₁C_LDPE+y₁C_PP；C'_xsj为样品中的二甲苯可溶物的光谱矩阵；使得遗传算法的适应度函数Fitness<Pm，Pm取0.5，得到x₁和y₁的值；(4)根据得到的x、y、z、x₁和y₁的值，计算二甲苯可溶物含量，乙烯含量及可溶物中的乙烯含量；其中，所述的在线检测方法使用的在线检测系统，包括：在线取样器、盛装所述在线取样器所采集的样品的检测槽、用来收集所述检测槽中样品拉曼光谱信号的拉曼光谱仪和对收集的拉曼光谱信号进行计算得到丙烯共聚物的性能参数的处理器；所述的丙烯共聚物的性能参数为丙烯共聚物中二甲苯可溶物含量、乙烯含量和二甲苯可溶物中乙烯含量；所述的在线取样器为旋风分离器(1)，所述的旋风分离器侧壁具有样品进口、顶部具有气体出口、底部具有与检测槽(4)相连的样品出口；所述的气体出口连有三通(2)，三通的其余两个出口分别连有真空系统和鼓风机，所述的检测槽(4)底部带有控制阀，该控制阀正下方设有废料储槽。